پیش‌بینی تولید خورشیدی و شست‌وشوی بهینهٔ پنل‌ها

پیش‌بینی دقیق تابش خورشید و ابرناکی به همراه مدل "Soiling" برای مدیریت شست‌وشوی پنل‌های خورشیدی، بهینه‌سازی مصرف آب و افزایش بهره‌وری انرژی را امکان‌پذیر می‌سازد. این سامانه توانایی افزایش انرژی تولیدی سالانه توسط پنل‌ها به میزان ۳–۷٪ و کاهش مصرف آب برای شست‌وشو ۱۵–۳۰٪ را فراهم می‌کند. هدف اصلی این پروژه، ارتقاء بهره‌وری مزرعه‌های خورشیدی در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران است.

در مزارع خورشیدی، گردوغبار و آلودگی‌ها باعث کاهش کارایی پنل‌ها می‌شود. برای برطرف کردن این مشکل، پنل‌ها به‌طور دوره‌ای شسته می‌شوند. اما زمان‌بندی نامناسب این شست‌وشو می‌تواند منجر به هدررفت آب و کاهش سودآوری شود. این پروژه با استفاده از پیش‌بینی‌های دقیق تابش و ابرناکی، زمان‌بندی شست‌وشو را بهینه کرده و ضمن افزایش انرژی تولیدی، مصرف آب را کاهش می‌دهد.

• افزایش تولید انرژی: ۳–۷٪ بیشتر در سال نسبت به وضعیت کنونی.
• کاهش مصرف آب: ۱۵–۳۰٪ کاهش در مصرف آب برای شست‌وشوی پنل‌ها.
• کاهش هزینه‌های O&M: کاهش شست‌وشوهای بی‌موقع و غیرضروری، ۲۰–۴۰٪ کاهش هزینه‌های عملیاتی.

• مدل پیش‌بینی تابش: پیش‌بینی تابش خورشیدی ۱ تا ۷ روزه با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و مدل‌های آماری.
• مدل Soiling: پیش‌بینی میزان کثیفی (گردوغبار) روی پنل‌ها با استفاده از داده‌های اقلیمی و مدل‌های فیزیکی.
• مدیریت زمان‌بندی شست‌وشو: استفاده از داده‌ها و پیش‌بینی‌ها برای بهینه‌سازی زمان شست‌وشو و کاهش مصرف آب.

• داده‌های تابش خورشیدی از منابع ماهواره‌ای مانند Himawari-8، GEO-KOMPSAT.
• مدل‌های پیش‌بینی ابرناکی و وضعیت جو با استفاده از داده‌های هواشناسی.
• داده‌های به‌روز از سنسورهای گردوغبار و آلودگی محیطی برای پیش‌بینی نیاز به شست‌وشو.
• داده‌های گذشتهٔ تولید انرژی پنل‌ها برای تحلیل میزان اثر گردوغبار و شست‌وشو.

• ماه ۱: جمع‌آوری داده‌های مربوط به تابش خورشیدی و شرایط جوّی.
• ماه ۲: توسعه و پیاده‌سازی مدل‌های پیش‌بینی و آزمایش آن‌ها.
• ماه ۳: پیاده‌سازی سامانه مدیریت شست‌وشو و انجام آزمایش‌های اولیه.
• ماه ۴: استقرار نهایی سامانه، آموزش کاربران و ارزیابی اثرات.

این سامانه قادر به افزایش ۳–۷٪ در تولید انرژی سالانه و کاهش مصرف آب ۱۵–۳۰٪ برای شست‌وشو است. برای مثال، در یک مزرعه خورشیدی با ۱۰۰۰ پنل، افزایش ۵٪ در تولید انرژی معادل ۵۰ مگاوات ساعت انرژی اضافی در سال خواهد بود. علاوه بر این، با کاهش مصرف آب، می‌توان به‌طور متوسط ۲۰۰ متر مکعب آب در هر ماه صرفه‌جویی کرد.

• داده‌های پیش‌بینی نادرست → استفاده از مدل‌های اصلاح‌شده و به‌روزرسانی منظم.
• نقص در پیش‌بینی‌های فیزیکی → استفاده از سیستم‌های پیش‌بینی ترکیبی و بررسی‌های میدانی.

• مزرعه خورشیدی در بیابان با پنل‌هایی که در زیر نور آفتاب درخشان هستند.
• نمودار تولید انرژی در مقابل گردوغبار و شست‌وشو با نشانگرهای رنگی.
• تیم عملیاتی در حال شست‌وشو پنل‌های خورشیدی در محیط بیابانی.